中國科學家最近發佈了一種新型的溴基流動電池，該電池在能量儲存、使用壽命及運營成本方面，均優於傳統電池設計。這項研究由中國科學院大連化學物理研究所的李賢峰博士領導，團隊創造了一種新穎的溴基雙電子轉移反應系統，從根本上改變了溴在電池內的行為。此方法有效解決了溴基流動系統的一個主要缺陷，即在充電過程中會產生腐蝕性的元素溴，這不僅提高了安全風險，也加速了組件的老化，縮短了循環壽命。
在將新反應系統應用於鋅-溴流動電池後，電池的性能和長期穩定性均得到了提升。溴基流動電池，包括鋅-溴、氫-溴及多硫化物-溴系統，依賴於溴離子和元素溴之間的氧化還原反應。然而，在充電過程中產生的大量溴會腐蝕組件，縮短循環壽命並提高系統成本。雖然傳統的溴復合劑可以減少腐蝕，但通常會導致相分離和電解液均勻性降低。
為了解決這一問題，中國研究人員提出了一種創新的溴雙電子轉移反應，通過將胺類化合物引入電解液作為溴捕集劑。李賢峰在新聞稿中表示，這項研究為長壽命溴基流動電池的設計提供了一種新方法，並為鋅-溴流動電池的進一步應用和推廣奠定了基礎。這樣一來，溴不再以自由元素溴（Br2）形式積累，而是轉化為溴化胺化合物，將電解液中的元素濃度維持在超低水平，約為七毫摩爾（mM）。
根據研究團隊的說法，這一新反應提高了電池的能量密度。同時，超低的溴濃度顯著降低了電解液的腐蝕性，延長了電池壽命。在這些結果的鼓舞下，研究團隊將這一新反應應用於鋅-溴流動電池。該研究既證明了概念的可行性，也展示了長壽命鋅-溴流動電池的系統規模擴展。由於溴水平保持極低，電池能夠利用標準的非氟化離子交換膜可靠運行，從而消除了對昂貴耐腐蝕材料的需求。
研究人員指出，由於電解液中Br2濃度極低，通過組裝一個使用傳統非氟化離子交換膜（SPEEK）的單一電池，實現了長期穩定運行，降低了電池成本。結果顯示，該電池在一個五千瓦（kW）系統的規模擴展測試中，穩定運行超過700個循環，電流密度為40毫安每平方厘米（40 mA/cm²），其能量效率超過78%。經過循環檢查，關鍵組件如電極、集流器和膜中並未發現腐蝕跡象。這項研究已發表在《自然能源》期刊上。
